極小歯車用の金属射出成形 (MIM) 技術

 

発売日：[2020/12/1]
 

1 マイクロギアMIMの製造プロセスとパラメータの選定

特定のマイクロギアの量産におけるプロセスパラメータと首要パラメータの実験的選択方式。

 

2金属粉末とバインダーの選定
MIMプロセスで操纵される金属粉末の粒径は、普通的に0.5～20μmです。 理論的には、粒子が細かくなるほど比外表積が大きくなり、成形や焼結が轻易になります。 現在、MIM用粉末の主な製造方式は、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、ベースダイヤリング法などです。 各方式にはそれぞれ長所と短所があり、水アトマイズ法が主な粉体製造プロセスであり、効率が高く、大批生産では経済的であり、粉体をより細かくすることができますが、外形が不規則であるため、外形坚持には役立ちますが、ビスコースを操纵する方が良いです。バインダーが多いため、精度に影響します。 また、水と金属の低温反応により构成される酸化皮膜は焼結を妨げます。 MIM用粉末の主な製造方式はガスアトマイズ法であり、得られる粉末は球状で酸化度が低く、バインダーの操纵量が少なく、成形性が良いが、価格が高く保形性に劣る。 ベースダイヤリング法で製造される粉末は高純度で粒度が很是に細かいため、MIMには最適ですが、FeやNiなどの粉末に限制され、多くの资料の请求には対応できません。 MIM 粉末の要件を満たすために、多くの製粉会社が上記の方式を改进し、微粒化、層状微粒化、およびその他の粉末化方式を開発しました。 粉体の選択はMIM技術、製品外形、机能、価格などを総合的に考慮する须要がありますが、現在ではタップ密度を高める水アトマイズ粉と外形坚持性を維持するガスアトマイズ粉を組み合わせて操纵​​することが普通的です。 。 腐食環境で操纵される歯車のため、水アトマイズ316Lステンレス鋼粉末を操纵しており、その化学組成（質量分率）は、Cr：17.0％、N：11.5％、Mo：2.2％、C：0.3以下です。 ％、Ｆｅ：約６９％。 その物性を表1に示します。

  MIM工业においてバインダーは很是に一般な役割を果たしており、参杂、会射压延成型、脱脂などの工业に相互影響を与え、会射压延成型ブランクの品質、脱脂、寸法高精准度、和金組成に大きな影響を与えます。 MIM で调控されるバインダーには、熱可延展性システム、熱氧化性システム、水溶解性システム、ゲル システムおよび特备なシステムがあり、それぞれに用单独の長所と短所があります。熱可延展性バインダー システムは MIM バインダーの河系およびリーダーであり、熱氧化性システムは又剤です。バインダーが调控されることは少なく、このタイプのバインダーは保形性は良いものの、取り外しが困難です。 ここで、バインダーは、70% のパラフィンワックスと 30% の高黏度ポリエチレンの相同を持つ熱可延展性バインダーです。  

3 夹杂・造粒・射出成形
粉体と結合剤を決めたら夹杂する须要がありますが、粉体の流動性を高めて分离を完了させるために夹杂作業は複雑な作業となります。 普通的に操纵される夹杂装配には、二軸押出機、Z 型インペラーミキサー、ダブルプラネタリーミキサーなどがあり、現在、連続夹杂プロセスが開発されています。 夹杂時の供給速率、夹杂温度、回転速率などはすべて夹杂効果に影響します。 ここでは、粉末と結合剤をダブルプラネタリーミキサーで63:37の共同量(体積分率)に従って1.5時間混練し、夹杂温度は130±10℃で、粉末と結合剤が很是に混練されるようにした。造粒はスクリュー押出機で行い、造粒温度は130℃～150℃、スクリュー回転数は40r/minです。 TMC60EV射出成形機を操纵して射出成形。 射出成形における主要な課題の一つが、製品設計や金型設計など、成形に関わるさまざまな設計です。 現在製造されている製品は 0.003 g から 200 g であり、精度の向上において主要な進歩が見られますが、ほとんどの設計、特に金型設計は経験に基づいており、信頼できる設計知識が缺乏しており、CAD システムを適切に MIM に適用することは困難です。 。 プラスチック金型の道理を操纵して、MIM 金型は徐々に標準化され、経験の蓄積により、金型の設計と生産の時間が大幅に短縮され、射出効率を向上させるために能够な限り多個取り金型を操纵する须要があります。

射得成型の最终目标は、欠陥のない所望の外观の成型ブランクを得ることですが、射得欠陥はその後の建筑市政水利工程で完整版に关闭することができないため、この建筑市政水利工程は厳密に办されなければなりません。 超音波検査技術は、射得成型ブランクの外欠陥を検出するために控制できます。 射得段階での欠陥办は現状では経験ベースが干支流です。 封建迷信技術の進歩に伴い、コンピュータを控制して射得成型金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給机器と関連付けて射得首要条件パラメータを最適化し、射得欠陥を关闭することは、現在高速な実験法律手段であり、前景の開発トレンドでもあります。 海内ではモールドフローをMIM射得建筑市政水利工程の支支招に適用し、良好な結果が得られたとの報告があり、当社でも適用を試みましたが、シミュレーション結果と実験結果があまり分岐していないことが判明し、この点についてはさらなる研讨会总结が需用でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱脂(zhi)(zhi)方(fang)式は加(jia)熱(re)脱脂(zhi)(zhi)を採用しており、バインダ成(cheng)份の熱(re)分(fen)(fen)(fen)化(hua)特征に応じて加(jia)熱(re)脱脂(zhi)(zhi)工程(cheng)を公道的に決定する须(xu)(xu)要(yao)(yao)があると同(tong)時に、脱脂(zhi)(zhi)ビレットの発(fa)泡や割れなどの欠陥を避(bi)免(mian)する须(xu)(xu)要(yao)(yao)がある。脱脂(zhi)(zhi)速(su)(su)(su)率が速(su)(su)(su)すぎる。 ステンレス鋼粉末(mo)は炭素含(han)有量(liang)に很是(shi)に敏感(gan)であるため、バインダーの分(fen)(fen)(fen)化(hua)による残(can)留炭素を防ぐために還元性雰(fen)囲(wei)気(qi)を選(xuan)択する须(xu)(xu)要(yao)(yao)があります。室(shi)温(wen)から 200 °C までの温(wen)度範囲(wei)では、主(zhu)にパラフィンの分(fen)(fen)(fen)化(hua)が行われます。このプロセスの結合剤であるパラフィンが最も主(zhu)要(yao)(yao)な成(cheng)份であるため、パラフィンをうまく撤除するには、凡是(shi)、加(jia)熱(re)速(su)(su)(su)率を 1°C/min 未満(man)にする须(xu)(xu)要(yao)(yao)があります。 この工程(cheng)の脱脂(zhi)(zhi)炉内は水素雰(fen)囲(wei)気(qi)となっており、脱脂(zhi)(zhi)温(wen)度は200℃以(yi)下(xia)で昇温(wen)速(su)(su)(su)率0.8℃/minで昇温(wen)し、200℃に🌃達したら1.5時間(jian)(jian)坚(jian)(jian)持(chi)し、その後、１．５℃／分(fen)(fen)(fen)の速(su)(su)(su)率で４５０℃まで昇温(wen)し、坚(jian)(jian)持(chi)時間(jian)(jian)坚(jian)(jian)持(chi)することにより、バインダーポリマー成(cheng)份である高密度ポリエチレンを撤除し、連通孔を构成(cheng)した。 450℃以(yi)降、4℃/分(fen)(fen)(fen)の速(su)(su)(su)率で800℃まで缓慢に昇温(wen)し、45分(fen)(fen)(fen)間(jian)(jian)保温(wen)してバインダー中のポリマー成(cheng)份を完整(zheng)に分(fen)(fen)(fen)化(hua)し、ブランクの脱脂(zhi)(zhi)と仮焼(shao)結を完了させます。

5 焼結
焼結は真空度0.1Paの真空焼結炉で行います。

焼結プロセスは、1000℃まで4℃/minの昇温数率で開始し、4分之五間追求し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結温湿度まで速度慢に上昇させ、4分之五間追求し、その後、炉で常温的まで制冷します。 焼結温湿度はできるだけ安靖している目前があり、焼結温湿度は十余℃変動するため、焼結规格は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法精准度と機械的基本特征: 实现目标した零部件 (図 3 を符合) については、零部件とともに準備された標準試験片に対して五金組織阐发と機械的特殊性試験が実施されました。 この零部件の五金組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的特殊性試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 尽情の 10 個を取り出し、均衡高密度计算を測定すると、理論高密度计算の 98.8% になります。 根底的に理論上の身体指標に達し、控制要件を満たしています。 post请求可靠性强，精密度を満たした構造とサイズであり、生产制造は无需です。